É importante ressaltar que a presença de fotorreceptores nas algas permite o aproveitamento dos diferentes espectros de luz, podendo acarretar como consequência na síntese de bioprodutos. Um amplo número de processos está dirigido por luzes nas algas. Muitas respostas de síntese são controladas por luzes e nesses procedimentos estão envolvidos os fotorreceptores. Em algas, se encontram fitocromos e criptocromos como fotorreceptores que constituem o sistema de
pigmentos fotomorfogenéticos análogos ao sistema de pigmentos de fotossíntese. Em algas verdes o fotoreceptor mais comum é o fitocromo. Em Scenedesmus sp. o desenvolvimento metabólico de composição de pigmentos, síntese de clorofila e formação de cloroplastos é controlado por luz azul. Porém, a ativação dos fotorreceptores como fitocromos são ativados pela luz vermelha (DRING, 1988). Em
T. wisconsinensis não foi possível fazer esta associação já que não foi atingido o
estado de estresse ou de expressão metabólica significativamente diferente.
Num experimento feito por Pagels et al. (2020), com a alga Cyanobium sp., demonstraram que uma combinação de três fatores aplicados aos cultivos desta espécie, uso de luz amarela de lâmpadas tipo SOX (que foi comparada com luz fluorescente), uma intensidade de 200 µmol.fótons.m-2.s-1 e uma combinação de meio de cultura BG11 enriquecido com nitrato de sódio e fosfato de potássio, permite uma melhor performance na produção de compostos fenólicos, carotenoides, ficocianina e antioxidantes. Com a perspectiva de que a luz branca tem todos os espectros de luz (e pode influenciar na ativação diferencial de fotorreceptores), ter usado luz amarela permitiu que a fotossíntese estivesse sendo totalmente saturada por uma intensidade de 200 µmol.fótons.m-2.s-1 dessa qualidade de luz na condição de controle. Assim, neste experimento, em todos os tratamentos foi usada a luz amarela para garantir a fotossíntese e nos tratamentos específicos de cada cor, foi adicionada cada uma das qualidades de luz (entretanto sem considerar uma irradiância efetiva para determinada resposta específica). No trabalho com T.
wisconsinensis, embora não tenha sido saturada a fotossíntese com luz amarela,
foram disponibilizadas quantidades de luz que garantissem a mesma irradiância efetiva (12 µmol.fótons.m-2.s-1) para a fotossíntese em todos os tratamentos. Entretanto, diferentemente do encontrado por Pagels et al. 2020 (que tiveram evidências de respostas possivelmente associadas a fitocromo em Cyanobium sp.), para T. wisconsinensis, a falta de um resultado significativo talvez esteja relacionado à quantidade de luz usada e não a qualidade e novamente mencionar que as condições ótimas de nutrição da alga durante o experimento não geraram um cenário apropriado de estresse ou que permitisse uma expressão de sínteses de biocompostos de forma diferenciada.
Tivemos respostas positivas com o tratamento de luz azul LED, que beneficiou altamente a produção de carbono e enxofre nas 12 horas de tratamento, e uma síntese significativa de proteínas, carbono e nitrogênio nas 24 horas.
HE et al. (2015) testaram intensidades de luz de 40 µmol.fótons.m-2.s-1 de luz fluorescente em cultivos de Chlorella sp. e Monoraphidium dybowskii, e observaram uma maior produção de proteínas quando comparados com cultivos em intensidades maiores de 200 µmol.fótons.m-2.s-1 e 400 µmol.fótons.m-2.s-1. Chlorella sp. e
Scenedesmus sp. são espécies consideradas como muito atraentes para produção
de lipídios e outros compostos entre eles as proteínas, mas na maioria dos casos usando como fator de estresse a alteração de níveis de nitrogênio. Seria de esperar, portanto, que T. wisconsinensis (da mesma família de Scenedesmus sp.), tenha resultados semelhantes usando os mesmos fatores de estresse. Vale ressaltar que uma intensidade de luz relativamente baixa (intensidade ótima de 70 a 130 µmol.fótons.m-2.s-1) foi suficiente para o favorecimento à síntese de proteínas em T.
wisconsinensis. atingindo 415 mg g-1 MS, como valor máximo com luz branca LED nas 12 horas. No trabalho de HE et al. (2015) foram observados valores de 424 mg g-1 MS para Chlorella sp. e de 384 mg g-1 MS em Monoraphidium dybowskii. Aparentemente o valor é maior em Chlorella sp., mas as considerações mudam ao comparar a quantidade de tempo do tratamento. No trabalho com Chlorella sp., o tempo de tratamento foi de 14 dias enquanto que na avaliação da Tetradesmus
wisconsinensis foi realizado em um período de tratamento de 8 dias com luz branca
e 0, 12 e 24 horas com luz de diferentes cores, mantendo proporções elevadas de proteínas em todas as condições. Após 24 horas com luz azul, T. wisconsinensis apresentou 432 mg g-1 MS. É possível que a exposição das algas por um tempo maior de cultivo resultasse num incremento no teor de proteínas.
Hasan et al., (2017) mencionaram que as luzes LED têm baixa penetração em condições de laboratório, mas nesta revisão eles não abordaram uma discussão sobre dados de coeficiente de atenuação. Isto poderia ser um fator muito importante ao considerar que a quantidade de luz ou o tempo de exposição utilizada para os cultivos de T. wisconsinensis possam ter sido baixas para alcançar um estresse mais significativo. Considerando a irradiância efetiva recebida pelas algas no tratamento foi de 12 µmol.fótons.m-2.s-1 ± 0,6 com as luzes monocromáticas tipo LED (e de 60 µmol.fótons.m-2.s-1 para a luz branca LED - controle), podemos dizer que o restante
dessa intensidade não foi destinado a fazer fotossíntese (em cada cor), não foi suficiente para elicitar diferentemente o metabolismo de T. wisconsinensis.
Na luz azul LED se observaram os valores máximos absolutos de densidade óptica, peso seco e contagem celular que são os indicativos de favorecimento de produção de biomassa de T. wisconsinensis. Přibyl et al. (2016) mencionam que a taxa de crescimento das algas verdes principalmente se vem favorecidas pela luz monocromática azul. Um trabalho feito por Gonçalves et al. (2019) menciona que os tratamentos de cultivo de Tetradesmus sp. com espectro de luz azul, acelera o crescimento das algas principalmente se são combinadas com luz branca com uma intensidade de 95 µmol.fótons.m-2.s-1. Esses autores afirmam que o tratamento reduz o período de fase lag, atingindo a fase exponencial depois do primeiro dia. Afirmam também que depois de 9 dias, a quantidade de biomassa continuou crescendo sendo irradiada com uma combinação luz branca – verde com a mesma intensidade anterior. Porém, com uma intensidade maior em uma combinação branca – verde e branca – vermelha e intensidade de 190 µmol.fótons.m-2.s-1, observaram uma diminuição na produção de biomassa na alga Tetradesmus sp., atribuindo esta resposta à fotoinibição pela alta intensidade de luz e não pela cor da luz. Isso deixa claro o aspecto que o tempo de exposição e a intensidade de luz poderiam ter sido maiores nos experimentos aqui realizados com T. wisconsinensis. Além disso, seria possível também executar uma combinação de cores específicas de luzes LED (HASAN et al., 2017), dependendo do objetivo de produto que se deseja produzir.
Em condições de diminuição de nutrientes no meio de cultura, o cenário é mais favorável para ter resultados mais chamativos enquanto a síntese de outros biocompostos. O excesso (ou quantidade ótima) de nutrientes no meio de cultivo pode ter impedido que o metabolismo da Tetradesmus wisconsinensis fosse desviado para a produção de compostos de interesse, o que acontece mais quando em cenário de estresse. Por exemplo, num experimento onde foi testado cultivos de
Scenedesmus sp. em meios com e sem sal (0,3 M de NaCl, KCl, MgCl2 e CaCl2), como fator de estresse, acharam que em cultivos com acréscimo de sal no meio houve uma melhor performance na composição e acumulação de carotenoides (ABURAI et al., 2018). Em outro experimento, com Scenedesmus dimorphus, onde foram testadas várias concentrações de nitrato (KNO3: 0,5; 0,6; 0,7 e 0,8 M) foi
observado que na concentração de 0,6 M de KNO3, houve uma acumulação de carotenoides totais, mas o resultado mais relevante foi o de produção de lipídios que aumentou 1:25.000 em comparação a carotenoides totais (PIÑEROS et al., 2019).
Uma baixa quantidade (intensidade) de luz monocromática neste experimento com Tetradesmus wisconsinensis pode não ter ativado completamente os fotorreceptores desta alga. Apesar que se sabe pouco sobre os mecanismos exatos de respostas dos fotorreceptores nas plantas e nas algas, é fato que são importantes complementos celulares que permitem a identificação da qualidade e a quantidade de luz (JIAO, LAU, & DENG, 2007). Uma baixa quantidade de luz pode não ter ativado ou excitado ao máximo esses fotorreceptores nas células desta alga e então podemos argumentar que por este motivo também não tivemos uma resposta mais ressaltante o significativa na produção de carotenoides e pigmentos.
Apesar da problemática associada com a baixa quantidade de luz no experimento, que não foi suficiente para elicitar diferencialmente o metabolismo de
T. wisconsinensis, é importante ressaltar que tanto a quantidade de luz vermelha,
verde, amarela ou azul, ou mesmo a luz de branca resultaram em condições similares, porque a quantidade de luz foi otimizada pensando em proporcionar valores efetivos para manter o metabolismo celular de T. wisconsinensis funcionando, e a fotossíntese ativada por pigmentos que absorveram a diferentes comprimentos de onda de luzes monocromáticas. Isso porque foram observadas condições de manutenção do estado fisiológico das algas independentemente da cor que elas estivessem recebendo. Assim, para garantir fotossíntese equânime em diferentes cores, o experimento com T. wisconsinensis permitiu situações nas quais a alga manteve seu metabolismo e crescimento em quaisquer das cores aplicadas. Isso mostra a plasticidade fenotípica da alga para otimizar o aproveitamento da energia proveniente de quaisquer composições testadas do espectro eletromagnético disponibilizadas no experimento, com resultados significativamente similares, sem detecção de estresse por meio da fotossíntese. O acompanhamento com um fluorímetro de pulso de amplitude modulada poderia trazer mais indícios da existência ou não de estresses durante o monitoramento da espécie.